本发明专利技术提供一种低成本且能够容易地进行工件加热或冷却的摩擦搅拌接合装置。摩擦搅拌接合装置(100)通过使工具(30)与工件W的表面抵接且绕该工具(30)的轴线O1旋转同时使其相对于工件W向规定的行进方向相对移动，对工件W实施摩擦搅拌接合，其构成为，设有将压缩空气分离成比该压缩空气温度高的热风H和比压缩空气温度低的冷风C并喷出的涡流管(40)，热风H和冷风C的至少一方被供给到工件W的表面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对工件进行摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合装置。
技术介绍
作为对由两个部件构成的工件进行接合的方法之一，公知的有摩擦搅拌接合。所谓摩擦搅拌接合是指，在工件的接合部位，通过在工具的称为台肩面的面以规定的加压力加压的状态下使该工具旋转，使工件表面产生摩擦热，利用该摩擦热使工件软化而进行接口 ο作为这种摩擦搅拌接合，例如在专利文献I中开示有，为了去除摩擦产生的过度热量而进行良好的接合，对工具以雾状喷出液体或空气等冷却材料的方法。 另外，例如，在专利文献2中开示有，通过预加热工件的工具行进方向前方侧而对高融点的工件进行顺利的摩擦搅拌，同时通过冷却工件的工具行进方向后方侧并去除过度的热量而避免热缺陷的方法。该方法中为了冷却工件，使用干冰、乙醇、低温空气等制冷剂。现有技术方法专利文献专利文献I :日本特开平10-52770号公报专利文献2 日本特开2004-148350号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在上述专利文献1、2记载的技术中为了冷却工具行进方向后方侧，除需要另外准备冷却材料及制冷剂外，还需要设置用于将这些冷却材料等雾化的喷出装置，存下设备成本增大这类问题。另外，在专利文献2记载的技术中，除了冷却工件的装置，还要另外准备用于对该工件预加热的加热装置，所以又增加了设备成本，经济性差。本专利技术是鉴于上述课题而开发的，其目的在于，提供低成本且能够容易地进行工件的加热或冷却的摩擦搅拌接合装置。解决技术问题的技术方案为了实现上述目的，本专利技术采用下面的方案。即，本专利技术的摩擦搅拌接合装置为通过使工具与工件表面抵接且绕该工具的轴线旋转并移动，对所述工件实施摩擦搅拌接合的摩擦搅拌接合装置，其特征在于，具备将所供给的气体分离为比该气体温度高的热风和比所述气体温度低的冷风并喷出的热风冷风分离部，将所述热风和所述冷风的至少一方被供给到所述工件的表面。根据这种摩擦搅拌接合装置，能够通过热风冷风分离部将所供给的气体分离为热风和冷风。因此，通过将这些热风或冷风向工件的表面供给，可容易进行工件的加热及冷却。另外，优选在本专利技术的摩擦搅拌接合装置中将所述温风向所述工件的表面的所述工具的行进方向前方侧供给，将所述冷风向所述工件的表面的所述工具的行进方向后方侧供给。由此，即使没有另外设置各自独立的加热装置及冷风装置，也能够利用经由单一的热风冷风分离部同时生成的热风及冷风，低成本且可容易地进行工件的预加热及去除加工后剩余热量。另外，优选在本专利技术的摩擦搅拌接合装置中所述热风冷风分离部具有管部，其一端设置有可喷出所述热风的热风喷出口 ；涡流发生部，其与所述管部的另一端侧连接，使从外部供给的所述气体涡状旋转并向所述管部内的一端侧送入，并且，另一端设置有可喷出所述冷风的冷风喷出口 ；压力调节阀，其可调节向所述涡流发生部内供给的所述气体的压力；流量调节阀，其可调节从所述热风喷出口喷出的所述热风的流量。 由此，能够通过热风冷风分离部从所供给的气体可靠地生成热风及冷风。S卩，向热风冷风分离部的涡流发生部供给的气体在该涡流发生部内涡状旋转，成为第一旋转涡流并被送入管部。该第一旋转涡流在管部内作为第二旋转涡流通过离心力按压管部的内周面并向该管部的一端侧行进。而且，该第二旋转涡流中未通过流量调节阀从热风排出口向外部排出的空气流在行进方向反转，进入第二旋转涡流的内侧的低压区域，向另一端侧行进。而且，该内侧的空气流通过以从外侧的第二旋转涡流旋转的方式受力而涡状旋转，由此，生成第三旋转涡流。这时，因在外侧的第二旋转涡流和内侧的第三旋转涡流之间进行热交换，从而热量从第三旋转涡流向第二旋转涡流移动。由此，第二旋转涡流中通过流量调节阀的空气流作为热风从热风喷出口喷出，同时第三旋转涡流作为冷风从冷风喷出口喷出。这样，热风冷风分离部将所供给的气体分离为热风及冷风并分别喷出。在此，在热风冷风分离部，在涡流发生部从外部供给的气体的压力越小，热风和冷风的温度差越大。因此，通过调节压力调节阀，能够容易地调节热风和冷风的温度差。另外，在热风冷风分离部，从冷风喷出口喷出的冷风的流量越大，热风和冷风的温度差越大。因此，只要通过流量调节阀调节从热风喷出口喷出的热风的流量，就能够同时调节从冷风喷出口喷出的冷风的流量，因此，通过调节该流量调节阀，能够容易地调节热风和冷风的温度差。另外，优选本专利技术的摩擦搅拌接合装置还具备扭矩检测部，其检测绕所述工具的轴线的旋转扭矩；第一控制装置，其基于由该扭矩检测部检测的所述旋转扭矩的值，控制所述压力调节阀及所述流量调节阀的至少一方。由此，根据工具的旋转扭矩控制压力调节阀或流量调节阀，由此可以调节吹向工件的热风及冷风的温度。例如，在高温强度高的工件的情况下，在旋转扭矩比规定值大时，以向工件的表面供给的热风的温度上升的方式控制压力调节阀或流量调节阀。由此，能够使工件的接合部软化并减小旋转扭矩，因此能够使接合状态均一。另外，例如，高温强度低的工件的情况下，旋转扭矩比规定值小时，以向工件的表面供给的冷风的温度降低的方式控制压力调节阀或流量调节阀。由此，可以防止工件的接合部过于软化，可避免搅拌过度造成的缺陷。另外，优选本专利技术的摩擦搅拌接合装置还具备反作用力检测部，其检测由所述工件作用于所述工具的所述轴线方向的工具反作用力；第二控制装置，其基于由该反作用力检测部检测的所述工具反作用力的值，控制所述压力调节阀及所述流量调节阀的至少一方。根据工具反作用力，控制压力调节阀或流量调节阀，由此可以调节吹向工件的热风及冷风的温度。S卩，例如，在高温强度高的工件的情况下，工具反作用力比规定值大时，以向工件的表面供给的热风的温度上升的方式控制压力调节阀或流量调节阀。由此，能够使工件的接合部软化并减小工具反作用力，能够使接合状态均一。另外，例如，在高温强度低的工件的情况下，工具反作用力比规定值小时，以向工件的表面供给的冷风的温度降低的方式控制压力调节阀或流量调节阀。由此，可以防止工件的接合部过于软化，可避免搅拌过度造成的缺陷。 专利技术效果根据本专利技术的摩擦搅拌接合装置，能够从所供给的气体经由单一的热风冷风分离部同时生成热风及冷风，所以低成本且可容易地进行工件的加热或冷却。附图说明图I是表示本专利技术第一实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体构成的侧视图；图2是涡流管(热风冷风分离部)的纵剖视图；图3是本专利技术第二实施方式的摩擦搅拌接合装置的扭矩检测部、第一控制装置、压力控制阀及流量调节阀的方框图；图4是表示本专利技术第二实施方式的摩擦搅拌接合装置的扭矩检测部及第一控制装置的动作的顺序的流程图；图5是本专利技术第三实施方式的摩擦搅拌接合装置的反作用力检测部、第二控制装置、压力控制阀及流量调节阀的方框图；图6是表示本专利技术第三实施方式的摩擦搅拌接合装置的反作用力检测部及第二控制装置的动作顺序的流程图；图7是表示本专利技术第四实施方式的摩擦搅拌接合装置的整体构成的侧视图；图8是表示本专利技术第五实施方式的摩擦搅拌接合装置的扭矩检测部及第一控制装置的动作顺序的流程图；图9是本专利技术第六实施方式的摩擦搅拌接合装置的反作用力检测部、第二控制装置、压力控制阀及流量调节阀的方框图。附图标记说明10...本体部、20...工具保持部、30...工具、31...台肩部、32...台肩面、33...轴部、40...涡流管(热风本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种摩擦搅拌接合装置，通过使工具与工件表面抵接且绕该工具的轴线旋转并移动，对所述工件实施摩擦搅拌接合，其特征在于，具备热风冷风分离部，其将所供给的气体分离为比该气体温度高的热风和比所述气体温度低的冷风并喷出，所述热风和所述冷风的至少一方被供给到所述工件的表面。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：加藤庆训，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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